CN1823442A

CN1823442A - 燃料电池体系,运行燃料电池的方法以及气体处理仪器

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Publication number: CN1823442A
Application number: CNA2004800202667A
Authority: CN
Inventors: 秋山永治; 真子隆志; 木村英和; 吉武务; 久保佳实
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2024-07-09
Also published as: US20060166072A1; CN100429817C; JP4899477B2; JPWO2005006479A1; WO2005006479A1

Abstract

一种燃料电池体系(800)，包括多个单元电池(101)，具有用于引入气体的入口(809)和用于排出气体的排气孔(807)的容器(801)，所述的气体如通过这些单元电池(101)在电极反应中生成的二氧化碳，以及位于容器(801)中氧化引入容器(801)中的气体的催化剂层(805)，其中将被催化剂层(805)氧化过的处理的气体通过容器(801)的排气孔(807)排出。

Description

燃料电池体系，运行燃料电池的方法以及气体处理仪器

技术领域

本发明涉及一种燃料电池体系，运行燃料电池的方法和一种气体处理仪器。

背景技术

燃料电池由一对燃料电极和氧化剂电极以及它们之间的电解质组成，当将燃料供应给燃料电极并将氧化剂供应给氧化剂电极时，在发生的化学反应中发电。通常使用氢作为燃料，但是近年来热切地研究直接型燃料电池，这种燃料电池直接使用甲醇这种更便宜且更容易处理的燃料作为燃料。

当使用氢作为燃料时，在燃料电极上的反应表示为下式(1)：

(1)

当使用甲醇作为燃料时，在燃料电极上的反应表示为下式(2)：

(2)

在任一种情况中，在氧化剂电极上的反应均表示为下式(3)：

(3)

特别地，直接型燃料电池，其可以从甲醇水溶液产生氢离子，不需要重整装置等，因此有利于燃料电池的小型化和商业化。另外，燃料电池的特征在于能量密度非常高，因为使用液态甲醇水溶液用作燃料。

在这样的直接型燃料电池中，如式(2)所示，在燃料电极上的电化学反应中产生二氧化碳。因此，常规的燃料电池设计为从燃料电极中除去二氧化碳。

专利文件1公开了一种具有反应产物出口和连接到反应产物出口上的容器的燃料电池，所述的反应产物出口用于排出燃料电池的电化学反应中产生的反应产物，而所述的容器包含反应产物储存室，用于储存反应产物。该专利文件还公开了当将用于吸附未反应的燃料和电化学反应的副产物(即诸如甲醛和甲酸的危险物质)的吸附剂，如活性碳或沸石，以及用于分解容器中的这些危险物质的诸如银的贵金属催化剂、无机催化剂或微生物催化剂，单独使用或者根据需要组合使用时的情况。如此，即使当将这些危险物质回收于容器中时，也可以解决容器处置或者再循环中的问题。

备选地，专利文件2公开了一种含有封装在副产物回收袋中的吸附剂材料的电源系统，该吸附剂材料吸收和吸附回收袋中封装的副产物使其不动，然后将其固定。这种体系还有一个用于报告回收袋交换时间的检测回收袋中剩余封装容量的单元和一个显示剩余封装容量的单元。

[专利文件1]日本公开专利公布NO.2003-132931

[专利文件2]日本公开专利公布NO.2003-36879

发明内容

但是，在常规燃料电池中，将从燃料电池排出的未反应的燃料和副产物收集在容器中，并且将收集后的容器从燃料电池分离进行处理，因此，这样的体系具有以下问题：回收后的容器需要冗长的处理用以废物处置或者再循环。这样的燃料电池体系还需要显示剩余封装容量的单元，作为收集于容器中的未反应燃料和副产物的量以及用新容器代替该容器的时间的指示器，导致诸如运行复杂和燃料电池结构复杂之类的问题，因此难以使燃料电池小型化。

在此情况下进行的本发明的一个目的是提供一种将从燃料电池体系中燃料电池排出的未反应燃料和副产物解毒和除去的技术，所述的燃料电池体系具有更简单的构造，从而改善了燃料电池体系的可维护性和可靠性。

根据本发明，提供一种燃料电池体系，该体系包含燃料电池，该燃料电池包括固体聚合物电解质膜和放置在固体聚合物电解质膜上的燃料电极及氧化剂电极，与燃料电极接触放置的用于储存燃料的容器，用于将容器中含有的气体排放到空气中的出口通道，以及放置在出口通道中用于氧化气体的催化剂。

容器中所含的气体包括未反应的燃料气体和燃料电池的电化学反应中产生的副产物。副产物包括，例如甲酸、甲酸甲酯、甲醛等。

根据本发明，即使在从燃料电池排出的气体含有对环境和人体有害的危险组分时，也可以通过催化氧化将从燃料电池排出的气体解毒并且将解毒后的气体排放到空气中。因此，可以在对环境和人体没有不利影响的情况下安全地使用燃料电池体系。还可以预防危险组分造成的燃料电池的劣化和故障，并且改善燃料电池体系的可维护性和可靠性。根据本发明的燃料电池体系可以以一个简单的构造组成，例如，在现有燃料电池体系的气体排出通道中简单地放置催化剂。

催化剂的实例可以包括含有选自Pt、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、In、Sn、Sb、W、Au、Pb和Bi中的至少一种元素的金属、合金或者它们的氧化物。

根据本发明的燃料电池体系还可以包括用催化剂加速气体氧化的氧化加速单元。氧化加速单元可以具有向气体供应氧气的氧气供应单元。氧化加速单元还可以具有加热气体或催化剂的加热单元。

在这样的构造中，可以更加有效和可靠地氧化从容器引入到排气通道中的气体。另外，即使组分没有被催化剂完全氧化并且液化的组分在燃料电池体系运行后长期沉积在催化剂上，也可以有效和更加可靠地完全氧化和除去组分并且保持其初始性能。因此，可以额外地改善燃料电池体系的可维护性和可靠性。

此外，根据本发明的燃料电池体系可以具有加速排出存在于出口通道中的气体的单元。如此，可以将存在于出口通道中的气体氧化并且有效排放到空气中。

根据本发明的燃料电池体系可以具有多个燃料电池，并且可以安装和多个燃料电池中每个的燃料电极接触的容器。如此，即使在燃料电池体系含有多个燃料电池时，也可以具有只在一个出口通道中含有催化剂的构造，从而简化燃料电池体系的构造。

根据本发明的燃料电池体系还可以具有用于回收供应给燃料电极的燃料的回收通道，并且可以配置出口通道以将燃料中所含的气体经过回收通道排放到空气中。如此，可以除去回收燃料中含有的气体并且保持再循环的燃料的高质量。

根据本发明的燃料电池体系在容器和出口通道之间还可以有气-液分离膜，并且配置催化剂以氧化通过气-液分离膜引入到出口通道中的气体。如此，在燃料是液体时可以防止液体燃料流入出口通道并提高燃料的相对回收率，并且可以只将气体排放到出口通道中，用催化剂氧化气体并将氧化的气体排放到空气中。

在根据本发明的燃料电池体系中，燃料电池可以是其中将液体燃料供应到燃料电极的直接型燃料电池。燃料的实例可以包括有机液体燃料，如甲醇、乙醇、二甲醚、其它醇类，或者液态烃，如环烷烃等。

根据本发明，提供一种可拆卸地连接到燃料电池体系上的气体处理仪器，所述的燃料电池体系包括：含有固体聚合物电解质膜和放置在固体聚合物电解质膜上的一对燃料电极和氧化剂电极的单元电池，以及与燃料电极接触放置的用于储存燃料的容器，所述的气体处理仪器包括具有用于引入容器中所含气体的入口和将气体排放到空气中的排气孔的套管，以及放置在套管中将接收在套管中的气体氧化的催化剂。催化剂以这样的一种方式放置，可以氧化通过套管入口引入的气体并且将氧化后的气体通过排气孔排出。

在上述构造中，即使在从燃料电池排出的气体含有对环境和人体有害的危险组分时，也可以通过催化氧化将从燃料电池排出的气体解毒并且将解毒后的气体排放到空气中。因此，可以在对环境和人体没有不利影响的情况下安全地使用燃料电池体系。可以将气体处理仪器的套管入口可拆卸地接在位于燃料电池中的排出口上以除去电极反应中产生的二氧化碳。在这样的构造中，可以简单地通过将气体处理仪器的套管入口连接到现有燃料电池的容器的排出口上，氧化和解毒从燃料电池排出的气体并且将解毒后的气体排放到空气中。

根据本发明的气体处理仪器还可以具有用催化剂加速气体氧化的氧化加速单元。氧化加速单元可以具有向气体供应氧气的氧气供应单元。氧化加速单元还可以具有加热气体或催化剂的加热单元。

在这样的构造中，可以更加有效和可靠地氧化从容器引入到排气通道中的气体。另外，即使组分没有被催化剂完全氧化并且液化的组分在燃料电池体系运行后长期沉积在催化剂上，也可以有效和更加可靠地完全氧化和除去组分并且保持其初始性能。

另外，可以将根据本发明的气体处理仪器可拆卸地放置在用于回收供应给燃料电极的燃料的燃料电池的回收通道中。

根据本发明，提供一种运行燃料电池的方法，包括用催化剂氧化从燃料电池排出的气体，然后将氧化后的气体排放到空气中，其中所述的燃料电池包括固体聚合物电解质膜和放置在固体聚合物电解质膜上的一对燃料电极和氧化剂电极。

如此，即使在从燃料电池排出的气体含有危险组分时，也可以将气体氧化、解毒并且将解毒后的气体排放到空气中，防止对环境和人体产生不利影响。

在根据本发明的运行燃料电池的方法中，燃料电池可以是通过向燃料电极供应液体燃料而驱动的直接型燃料电池，燃料电池还可以具有与燃料电极接触放置的用于储存液体燃料的容器，并且可以从燃料容器排出气体。从燃料容器排出的气体包括具有升高的液体温度的液体燃料，如未反应的甲醇，以及在燃料电池的电化学反应中产生的副产物。

根据本发明的运行燃料电池的方法还可以具有用催化剂加速氧化的步骤。加速氧化步骤可以包括向气体供应氧气。加速氧化步骤可以包括加热气体或催化剂。

本发明能够氧化和解毒从燃料电池排出的气体并且将解毒后的气体排放到空气中，从而可以减小对环境和人体的不利影响。

附图说明

本发明的上述目的、其它目的、特征和优点将参考下面描述的优选实施方案和与之相关的附图而变得更加明显。

图1是举例说明本发明一个实施方案中燃料电池体系结构的示意性截面图。

图2是举例说明图1中所示燃料电池体系的气体处理单元的示意图。

图3是举例说明本发明一个实施方案中燃料电池体系结构的示意性截面图。

图4是举例说明本发明一个实施方案中燃料电池体系结构的示意性截面图。

图5是举例说明本发明一个实施方案中燃料电池体系结构的示意性截面图。

图6是举例说明本发明一个实施方案中燃料电池体系结构的示意图。

图7是举例说明本发明一个实施方案中燃料电池体系结构的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图描述本发明。相同的参考数字在所有附图中分别分配给相同的元件，因此省略了参考数字的重复描述。

(第一实施方案)

燃料电池体系800包括燃料电池的多个单元电池101和处理从这些单元电池101排出的气体的气体处理单元804。

每个单元电池101包括燃料电极102和氧化剂电极108以及位于它们之间的固体电解质膜114，并且将燃料124供应给燃料电极102和将氧化剂供应给氧化剂电极108，从而在电化学反应中发电。单元电池101是其中将液体燃料供应给燃料电极102的直接型燃料电池。燃料124的实例可以包括有机液体燃料，如甲醇、乙醇、二甲醚、其它醇类，或者液态烃，如环烷烃等。有机液体燃料可以是水溶液。通常，使用空气作为氧化剂，但是可以改为供应氧气。

燃料电池体系800包括含有供应给燃料电极102的燃料124的燃料容器811。气体处理单元804包括收集将要处理的气体802的容器801，气体802包括反应产物，如在单元电池101中电化学反应中产生的二氧化碳，未反应的燃料气体和副产物，还包括位于容器801中的催化剂层805，催化剂层805氧化收集在容器801中的气体中要被氧化的气体。

在这种构造中，催化剂层805中含有的催化剂的实例包括含有选自Pt、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、In、Sn、Sb、W、Au、Pb和Bi中的至少一种元素的金属、合金或者它们的氧化物。这些催化剂有效地氧化未反应的燃料气体和副产物。

在该实施方案中，催化剂层805可以具有这样的形式，其中将催化剂涂布在诸如碳纸的基础构件上。在这种情况下，催化剂可以按照被涂布在至少部分碳纸的原样存在。可以用通常使用的浸渍法将催化剂承载在碳粒子上。承载催化剂的碳粒子的实例包括乙炔黑(Denka Black(注册商标)，由Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha制造，XC72，由Vulcan Inc.制造，等)，Ketjen黑，碳纳米管，碳纳米角等。碳粒子的粒子直径为，例如0.01至0.1μm，优选0.02至0.06μm。催化剂层805可以是通过将溶剂中的承载催化剂的碳粒子分散成膏状，将该膏涂布并干燥于基础构件上而制备的。催化剂层805的厚度没有特别限制，但是可以为，例如1nm或更高并且500nm或更小。

除了碳纸，还可以使用模制碳、烧结碳、烧结金属、泡沫金属等制成的多孔基础构件作为基础构件。

备选地，催化剂层805可以具有其中将催化剂承载在多孔金属板上的形式。使用的多孔金属板可以是金属纤维板，并且在这种情况下，可以通过金属纤维的压缩模塑或者根据需要和压缩烧结一起，获得金属纤维板。

还可以在构成多孔金属板的金属表面上形成精细糙化的结构，例如，采用诸如电化学或化学蚀刻的蚀刻方法。可以将催化剂金属沉积在含有金属纤维的在表面上具有糙化结构的多孔金属板上，所用方法例如镀金属法，如电镀或无电镀，或者气相沉积方法，如真空沉积或化学气相沉积(CVD)。

燃料电池体系800还包括位于燃料容器811和容器801之间的气-液分离膜815。气-液分离膜815是疏水膜，例如由聚醚砜、丙烯酸共聚物等组成。气-液分离膜815的实例包括由Japan Goatex K.K.制造的Goatex(注册商标)，由Nihon Pall Ltd.制造的Versapore(注册商标)，由Nihon Pall Ltd.制造的Supor(注册商标)等。

在气体处理单元804中，容器801被催化剂层805分成上室801a和下室801b。下室801b具有用于引入从燃料容器811排出的未处理气体802的入口809。容器801的入口809通过气-液分离膜815与开口813相连，开口813形成在储存供应到单元电池101的燃料124的燃料容器811一端的上部区域。用于排放处理后的气体806的排气孔807形成在上室801a的上端。

另外，供应氧816的氧气入口817形成在容器801的下室801b中，并且氧816是从附图中未显示的供氧单元供应的。尽管在该实施方案中供应氧816，但本发明不限于供应氧的构造。因此，可以将含有氧气的空气或其它气体通过氧气入口817供应。通过氧气入口817供应某种气体的构造可以在容器801中产生气流，从而加速通过催化剂层805对排放到容器801中的未处理气体进行的处理以及处理后的气体通过排气孔807的排出。上面描述了通过供氧单元供应氧气的构造，但是本发明中还可以采用其它构造，例如不使用供氧单元，只结合外部空气的构造。

密封部件分别位于燃料容器811的开口813和气-液分离膜815之间、气-液分离膜815和容器801的入口809之间、容器801的下室801b和承载催化剂层805的碳纸之间以及碳纸和容器801的上室801a之间。

图2包括上述燃料电池体系800中气体处理单元804的分解图和装配图。图2(a)是燃料电池体系800中气体处理单元804的分解图，图2(b)是图2(a)中所示气体处理单元804的装配图。气体处理单元804可以以可拆卸的方式连接到燃料容器811上。

在本实施方案的燃料电池体系800中，如图2(a)的分解图所示，气体处理单元804中的容器801包括：气-液分离膜815、具有氧气入口817的第一容器873、承载催化剂层805的碳纸、从两侧夹持承载催化剂层805的碳纸的两个框架875、具有排气孔807的第二容器877，以及顶板879。密封部件881分别位于它们之间，用以防止燃料124的泄漏。

图2(b)是举例说明以这种构造组装的燃料电池体系800的气体处理单元804的附图，并且截面图与图1所示的类似。即，用顶板879、第二容器877和承载催化剂层805的碳纸形成容器(图1)的上室801a，同时用承载催化剂层805的碳纸、第一容器873和气-液分离膜815形成容器(图1)的下室801b。

以下，将参考图1和2描述具有这种构造的燃料电池体系800的运行。

在单元电池101引起的电化学反应中，在燃料电极102上产生二氧化碳。未反应燃料124中所含的部分醇，例如甲醇，蒸发成气体。然后还生成诸如甲酸(HCOOH)、甲酸甲酯(HCOOCH₃)和甲醛(HCOH)的副产物。包含二氧化碳、醇、甲酸、甲酸甲酯和甲醛的气体作为未反应气体802通过气-液分离膜815被排放到容器801中。收集在容器801中的未反应气体802被催化剂层805氧化，其反应式由下式(4)至(7)表示。

(4)

(5)

(6)

(7)

如此，未反应气体802中所含的未反应的燃料气体和副产物被氧化成二氧化碳和水。氧化后的处理气体806然后通过通气孔807排放到外部。此时通过氧气入口817供应氧气816加速了催化剂层805对未反应气体802的氧化。

如上所述，具有将来自燃料电池的气体在其被氧化后排出的构造的该实施方案的燃料电池体系800，可以在一个简单构造中进行气体的解毒，从而减少对环境和人体的不利影响并且改善燃料电池体系的可维护性和可靠性。

(第二实施方案)

该实施方案的燃料电池体系820在以下方面不同于上述实施方案中的燃料电池体系800：对于燃料电池的每个单元电池101均形成气体处理单元824。

在该体系中，气体处理单元824形成于单元电池101的上部区域。单元电池101位于接近燃料容器811的开口813处，并且气-液分离膜815位于形成于单元电池101固体电解质膜114中的孔823上。在这种构造中，不必单独地从单元电池101的区域中开辟用于气体处理单元824的区域，从而使燃料电池体系紧凑并且减小了整体体积。

(第三实施方案)

该实施方案的燃料电池体系830在催化剂形状方面不同于第一和第二实施方案。燃料电池体系830含有钢丝绒状的催化剂835。催化剂835填充在位于出口通道831上部的排气口807中。

在该实施方案中，钢丝绒状催化剂835可以是由金属、合金或其氧化物制成的，所述的金属、合金或其氧化物与第一实施方案中所述的催化剂层805中所包含的类似。

尽管图中没有显示，出口通道831可以具有类似于第一和第二实施方案中参考图1和3所述的，具有用于供应氧气816的氧气入口817的构造；并且氧气816可以从图中未显示的供氧单元供应。

因此，如果体系具有其中从燃料容器811排出的未处理气体802可以被氧化的构造，则对催化剂835的形状没有特别限制。例如，可以照原样使用由上述的金属、合金或其他氧化物制成的线或者将其转变成网状。

该实施方案的体系还具有类似于第一和第二实施方案的有利效果。

(第四实施方案)

该实施方案的燃料电池体系840和第一至第三实施方案中的体系的不同之处在于，其包含加热单元841。尽管所示的燃料电池体系840的构造中含有与第三实施方案所述的类似的钢丝绒状催化剂835，其还可以具有含有第一和第二实施方案中所述的催化剂层805的构造；并且对催化剂的形状没有特别限制。

加热单元841是，例如加热器，并且优选适当放置以加热出口通道831中催化剂835的附近。如此，可用有效和可靠地将沉积在催化剂835上的未反应气体802氧化。备选地，加热单元841可以是单独安装在出口通道831周边外的加热器，并且因此，该体系可以具有这样的构造，其中将出口通道831中的未处理气体802引入到加热单元841并且在加热后返回到出口通道831。还备选，该体系可以具有其中将来自氧气入口817的氧气在加热后再供应的构造。如此，可以加速未处理气体802被催化剂835的氧化。

来自燃料容器811的未处理气体802在加热单元841中的处理方式可以是连续的或者有间隔地周期进行，例如在燃料电池体系840运行特定的周期后进行。燃料电池体系840的长期运行可能由于未氧化且液化的组分在催化剂835上的沉积而导致其氧化效率的劣化。在这种情况下，可用通过除去沉积在催化剂835上的未处理气体802而有效恢复催化剂835的氧化能力。在燃料电池体系840中，从燃料容器811排出的未处理气体802几乎不包含除上述醇、甲酸、甲酸甲酯、甲醛等以外的组分。因此，催化剂835不会被杂质污染；并且可以通过加热处理周期性地除去沉积在催化剂835上的未处理气体802而提高催化剂835的耐久性。

在具有这种构造的燃料电池体系840中，可以用催化剂835加速氧化，更加有效和可靠地完全氧化和除去未反应的气体802，并且通过在加热单元841中加热从燃料容器811排出的未处理气体802而保持催化剂835的性能。如此，可以提高燃料电池体系840的可维护性和可靠性。

在上述实施方案中，氧气供应单元和加热单元被描述成加速排出的气体杂质的催化氧化的氧化加速单元，但是氧化加速单元不限于此，并且例如，还可用应用压力单元、振动单元、搅拌单元等作为另外的氧化加速单元。

在另一实施方案中，催化剂可以是光催化剂，而在这种情况下，氧化加速单元可以是光的辐照。光催化剂的实例包括：半导体，如二氧化钛，以及有机金属配合物，并且可以使用例如铂承载的二氧化钛微粒。

(第五实施方案)

图6包括举例说明本发明一个实施方案中燃料电池体系结构的示意性局部横截面水平视图和垂直截面图。图6(a)是举例说明该实施方案中燃料电池体系构造的示意性局部横截面的平面图，图6(b)是其沿着图6(a)中A-A线的截面图。

燃料电池体系850包括多个燃料电池的单元电池101，含有多个单元电池101的燃料容器811，以及将燃料124供应到燃料容器811并且回收通过燃料容器811循环的燃料124的燃料槽851。燃料容器811和燃料槽851通过燃料通道854和855相互连接。气体处理单元804位于燃料通道855上。

在该实施方案中，燃料124是通过燃料通道854供应到燃料容器811中的。燃料124沿着安装在燃料容器811中的多个分割板853流动，并且顺序供应到多个单元电池101。然后，循环通过多个单元电池101的燃料124通过燃料通道855被回收到燃料槽851中。

燃料槽851可以是可从包括燃料容器811的燃料电池体系850的主体上拆卸下来的筒。

在该实施方案的燃料电池体系850中，容器801的入口858通过气-液分离膜815连接到燃料通道855的开口856上，并且未处理的气体802从燃料通道855经过气-液分离膜815供应到容器801中。容器801可以从燃料通道855上拆卸。

收集在容器801中的未处理气体802以与第一实施方案类似的方式被催化剂层805所氧化和解毒，然后通过容器801的排气口807排放到空气中。

本实施方案描述了在燃料通道855上仅安装一个气体处理单元804的构造，但是如同第二实施方案描述的那样，也可以具有其中多个气体处理单元804分别放置在多个单元电池101顶上的构造。

(第六实施方案)

图7包括举例说明本发明一个实施方案中燃料电池体系结构的示意性平面图和局部截面图。图7(a)是举例说明该实施方案中燃料电池体系构造的示意性平面图，图7(b)是其沿着图7(a)中C-C线的局部截面图。

该实施方案的燃料电池体系860与第五实施方案的不同之处在于，将气体处理单元804放置在燃料槽851上部区域的末端位置处。

在燃料电池体系860中，容器801的入口809通过气-液分离膜815连接到形成于燃料容器811上部区域的末端位置处的开口863上。燃料容器811中的未处理的气体802流动穿过气-液分离膜815进入到容器801中。容器801可以从燃料容器811上拆卸。

在具有这种构造的该实施方案的燃料电池体系860中，收集在容器801中的未处理气体802以与第一实施方案类似的方式被催化剂层805所氧化和解毒，并且通过容器801的排气口807排放到空气中。

(实施例)

制备具有图1所示构造的燃料电池体系800，通过气相色谱法测定从排气孔807排出的气体中的甲醇浓度。在这种构造中，在以下两种情况下测定甲醇的浓度：当容器801内部的温度为25℃(室温)和40℃(高温)时，以及当通过氧气入口817供应和不供应氧气时。还测定当容器801(容器801内的温度：25℃)中没有形成催化剂层805时的甲醇浓度，作为参考例。结果总结于表1中。

表1

没有催化剂(μg/mL)	使用催化剂
	使用催化剂				室温(25℃)		高温(40℃)
	不供应氧(μg/mL)	供应氧(μg/mL)	不供应氧(μg/mL)	供应氧(μg/mL)	室温(25℃)		高温(40℃)
	不供应氧(μg/mL)	供应氧(μg/mL)	不供应氧(μg/mL)	供应氧(μg/mL)	13.159.5310.6111.02	8.859.158.39.08	4.244.953.894.57	6.467.247.216.88	3.032.622.082.17

如表1所示，与没有形成催化剂层805的情况相比，在容器801中存在催化剂层805导致从排气孔807排出的气体中的甲醇浓度的降低。看来甲醇被催化剂层805中的催化剂所氧化和除去。如表1所示，还可以通过将容器801内部的温度从25℃升高到40℃进一步降低甲醇的浓度。还可以通过在容器801内部温度为25℃和40℃时，向容器801中供应氧气来降低从排气孔807排出的气体中的甲醇浓度。

Claims

1、一种燃料电池体系，其包含：

燃料电池，所述燃料电池包括固体聚合物电解质膜和位于所述固体聚合物电解质膜上的燃料电极和氧化剂电极；

容器，所述容器和所述燃料电极接触放置，用于储存燃料；

出口通道，所述出口通道用于将所述容器中含有的气体排放到空气中；和

催化剂，所述催化剂位于所述出口通道中，氧化所述的气体。

2、根据权利要求1所述的燃料电池体系，还包含加速用所述催化剂对所述气体进行的氧化的氧化加速单元。

3、根据权利要求2所述的燃料电池体系，

其中所述的氧化加速单元具有向所述气体供应氧气的氧气供应单元。

4、根据权利要求2所述的燃料电池体系，

其中所述的氧化加速单元具有加热所述气体或所述催化剂的加热单元。

5、根据权利要求1所述的燃料电池体系，其包含多个燃料电池，

其中所述的容器是以和所述多个燃料电池的每个所述燃料电极接触的方式形成的。

6、根据权利要求1所述的燃料电池体系，还包含用于回收供应给所述燃料电极的燃料的回收通道，

其中配置所述出口通道，将通过所述回收通道的燃料中含有的气体排放到空气中。

7、根据权利要求1所述的燃料电池体系，还包含位于所述容器和所述出口通道之间的气-液分离膜，

其中配置所述的催化剂以氧化通过所述气-液分离膜排放到所述出口通道中的所述气体。

8、根据权利要求1所述的燃料电池体系，

其中所述的燃料电池是直接型燃料电池，其中向所述燃料电极供应液体燃料。

9、一种可拆卸地连接到燃料电池上的气体处理仪器，所述的燃料电池包括：含有固体聚合物电解质膜和放置在所述固体聚合物电解质膜上的一对燃料电极和氧化剂电极的单元电池，以及与所述燃料电极接触放置的用于储存燃料的容器，所述的气体处理仪器包括：

具有用于引入所述容器中所含气体的入口和将所述气体排放到空气中的排气孔的套管；和

放置在所述套管中并且将接收在所述套管中的所述气体氧化的催化剂；

其中所述的催化剂的放置方式使得可以氧化通过所述套管入口引入的所述气体，然后将氧化后的所述气体通过所述排气孔排出。

10、根据权利要求9所述的气体处理仪器，还包含加速用所述催化剂对所述气体进行的氧化的氧化加速单元。

11、根据权利要求10所述的气体处理仪器，

12、根据权利要求10所述的气体处理仪器，

13、一种运行燃料电池的方法，包括：

用催化剂氧化从燃料电池排出的气体，其中所述的燃料电池包括固体聚合物电解质膜和放置在所述固体聚合物电解质膜上的一对燃料电极和氧化剂电极；然后，

将氧化后的气体排放到空气中。

14、根据权利要求13所述的运行燃料电池的方法，

其中所述的燃料电池是通过向所述燃料电极供应液体燃料而驱动的直接型燃料电池，

其中所述燃料电池还包括与所述燃料电极接触放置并且储存所述液体燃料的容器，和

其中所述气体从所述燃料容器排出。

15、根据权利要求13所述的运行燃料电池的方法，还包括采用所述催化剂的加速氧化步骤。

16、根据权利要求15所述的运行燃料电池的方法，

其中所述的加速氧化步骤包括向所述气体供应氧气。

17、根据权利要求15所述的运行燃料电池的方法，

其中所述的加速氧化步骤包括加热所述的气体或所述的催化剂。